Question

7．在“測定金屬的電阻率”實驗中，需要測金屬絲的長度L，直徑d和電阻R_x．

①請寫出測金屬絲電阻率的表達式P=$\frac{π{R}_{x}hb7z604^{2}}{4L}$（用上述測量量字母表示）；
②測量金屬絲長度時，刻度尺示數(shù)如圖甲所示，則測量值L=46.60cm；
③測量金屬絲直徑時，螺旋測微器如圖乙所示，調節(jié)部件C，使測微螺桿接觸金屬絲，接下來應調節(jié)部件D，再撥動部件B，最后讀數(shù)．測量結果如圖丙所示，則測量值d=0.905mm．
④用伏安法測金屬絲的電阻時，由于電壓表、電流表內阻的影響，不論使用內接法還是外接法，都會產生系統(tǒng)誤差．按如圖丁所示的電路進行測量，可以消除由于電表內阻造成的系統(tǒng)誤差．利用該電路進行實驗的主要操作過程是：
第一步：先將滑動變阻器R的滑動頭調到最左端，單刀雙擲開關S₂接“1”，閉合開關S，調節(jié)R，使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U₁，I₁；
第二步：將S₂切換到“2”，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U₂，I₂；
則金屬絲電阻的計算式R_x=_$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}-\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$（用上述電表的示數(shù)表示）．

Answer 1

分析 ①根據(jù)電阻定律求出電阻率的表達式；
②根據(jù)圖示刻度尺確定其分度值，金屬絲兩端點所對應刻度尺示數(shù)之差是金屬絲的長度；
③適用螺旋測微器時，選旋動粗調旋鈕，再轉到微調旋鈕，最后撥動止動旋鈕固定后讀數(shù)．螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)．
④單刀雙擲開關S₂合向1，由電壓表和電流表的示數(shù)U₁和I₁，可求出R_x、電流表、變阻器串聯(lián)的電阻．
將單刀雙擲開關S₂合向2，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U₂和I₂，可求出電流表和變阻器串聯(lián)的電阻．
兩個阻值之差等于被測電阻．根據(jù)歐姆定律寫出表達式．

解答 解：①由電阻定律可知，金屬絲電阻R_x=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracvri1a93{2}）^{2}}$，則金屬絲電阻率ρ=$\frac{π{R}_{x}nzkkt21^{2}}{4L}$；
②由圖示刻度尺可知，其分度值為1mm，金屬絲的長度L=46.60cm；
③用螺旋測微器測電阻絲的直徑時，先轉動粗調旋鈕C使測微螺桿接近被測電阻絲，再轉到微調旋鈕D夾住被測物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動止動旋鈕B使螺桿固定后讀數(shù)．
由圖示螺旋測微器可知，螺旋測微器固定刻度示數(shù)為0.5mm，可動刻度示數(shù)為40.5×0.01mm=0.405mm，螺旋測微器示數(shù)為0.5mm+0.405m=0.905mm；
④將單刀雙擲開關S₂合向1時，電壓表和電流表的示數(shù)U₁、I₁．根據(jù)歐姆定律得：
R_x+R_A+R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$；
將單刀雙擲開關S₂向2閉合時，電壓表和電流表的示數(shù)U₂、I₂．根據(jù)歐姆定律得：
R_A+R₁=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$
聯(lián)立上兩式得：R_x=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}-\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$．
故答案為：①$\frac{π{R}_{x}qkr2so3^{2}}{4L}$； ②46.60；③D；B；0.905；④$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}-\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$．

點評 本題考查了電阻定律的應用、刻度尺與螺旋測微器的讀數(shù)，應用電阻定律即可求出電阻率的表達式；螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)，螺旋測微器需要估讀．